很难找到皮肤化石，但一项罕见的发现揭示了从水到陆地进化的线索

化石皮肤和其他软组织极为罕见，只有在特殊条件下才能保存这些最罕见的化石

大多数皮肤都是作为印模保存在岩石中的，但在罕见的条件和不可估量的几率下，可以形成真实皮肤的3D化石。这些化石为了解史前动物的外观、进化和解剖结构提供了一个特殊的窗口

作为多伦多大学Reisz脊椎动物古生物学实验室的研究生，我们研究这些化石，以帮助回答围绕重大进化创新的关键问题

我们的研究发表在《当代生物学》上，详细介绍了从2.89亿至2.86亿年前的洞穴系统中，不仅发现了印模，还发现了一块孤立的、剃刀般薄的碳片皮肤3D化石。这些化石是由Bill May（一位多产的当地收藏家）发现并捐赠给Reisz实验室的

它们的结构与现代鳄鱼惊人地相似，并为一些最早的四足动物如何进化到陆地上生活提供了见解。化石皮肤保存完好，其内部结构可以被识别，是目前已知的最古老的此类化石

这些化石属于某种羊膜动物，这是一种多样的动物群，今天以哺乳动物、爬行动物和鸟类为代表。最早的羊膜动物是爬行动物，被认为是大约3.18亿年前石炭纪晚期的史前两栖动物

这些早期的羊膜移植经历了许多进化创新，使它们能够适应全陆地生活方式的挑战，包括对皮肤最外层表皮的几次修改

陆地生活的最大障碍之一是保水。第一批主要生活在陆地上的四足动物是两栖动物，它们的皮肤容易干燥。因此，它们仍然被束缚在水生环境中，并在至少一部分时间里过着半水生的生活方式。这些早期两栖动物甚至保留了其鱼类祖先特有的骨鳞

直到爬行动物的进化，它们的皮肤特别适合保水，这些先驱才能够采用完全陆地的生活方式。这涉及到具有分化的α和β角蛋白的增厚表皮，从而形成第一个能够提供耐用、不可渗透的角质表面的表皮鳞片，就像现代爬行动物一样

我们还详细介绍了这种角质带在早期爬行动物Captorhinus aguti中的保存情况。这些带子沿着动物的背部以同心的模式排列，这种排列可以在爬行动物行走的左右起伏运动中提高灵活性。类似的表皮鳞片条带在现代蠕虫蜥蜴身上也最为明显

一个完美的洞穴系统

这些特殊的化石是在俄克拉荷马州理查兹斯波尔附近的洞穴系统中发现的。这个洞穴系统由膨胀的岩溶网络组成，通常表现为水在周围石灰岩中雕刻的垂直裂缝

该地区是整个古生代以来最丰富的陆生脊椎动物群落。大量的骨骼大部分没有关节，这很可能是大型季风降雨期间遗骸沉积的结果。铰接或半铰接的遗骸不太常见，可能是动物掉进这些洞穴或被整体冲洗的结果

在Richards Spur地区，这种保存很可能得益于渗油碳氢化合物，这些碳氢化合物将大多数化石染成了黑色或棕色。沉积前或沉积后不久遗骸的饱和可能会影响化石制造过程中所涉及的矿物的生长，因此它们更有可能成为化石。干燥也可能在石化前延长皮肤的结构寿命，从而在皮肤的特殊保存中发挥关键作用

这些引人注目的皮肤化石不仅揭示了早期羊膜移植征服土地所必需的关键创新，还突出了洞穴条件和渗油碳氢化合物对特殊化石生产的独特影响